信号量机制之苹果-橘子问题

桌上有一空盘，允许存放一种水果。爸爸可向盘中放苹果，也可向盘中放橘子，儿子专等吃盘中的橘子，女儿专等吃盘中的苹果。规定当盘空时一次只能放一个水果供吃者取用。

要求：请用信号量机制实现爸爸、儿子、女儿三个并发进程的同步。

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <semaphore.h>

// 定义信号量
sem_t empty;  // 盘子是否为空
sem_t apple;  // 盘子中的苹果数量
sem_t orange; // 盘子中的橘子数量

// 爸爸放水果的操作
void *father(void *arg) {
    while (1) {
        sem_wait(&empty);   // 盘子为空时，爸爸才可以放水果

        if (rand() % 2 == 0) {  
            printf("爸爸把一个苹果放进盘子里。\n");
            sem_post(&apple);   
        } else {
            printf("爸爸把一个橘子放进盘子里。\n");
            sem_post(&orange);  
        }
    }
    return NULL;
}

// 儿子取水果
void *son(void *arg) {
    while (1) {
        sem_wait(&orange);  
        printf("儿子从盘子里吃了一个橘子。\n");
        sem_post(&empty);   
    }
    return NULL;
}

// 女儿取水果
void *daughter(void *arg) {
    while (1) {
        sem_wait(&apple);  
        printf("女儿从盘子里吃了一个苹果。\n");
        sem_post(&empty);  
    }
    return NULL;
}

int main() {
    pthread_t father_thread, son_thread, daughter_thread;

    // 初始化信号量
    sem_init(&empty, 0, 1);  // 盘子初始为空
    sem_init(&apple, 0, 0);  // 初始苹果
    sem_init(&orange, 0, 0); // 初始橘子

    pthread_create(&father_thread, NULL, father, NULL);
    pthread_create(&son_thread, NULL, son, NULL);
    pthread_create(&daughter_thread, NULL, daughter, NULL);

    pthread_join(father_thread, NULL);
    pthread_join(son_thread, NULL);
    pthread_join(daughter_thread, NULL);

    sem_destroy(&empty);
    sem_destroy(&apple);
    sem_destroy(&orange);

    return 0;
}